<補足資料5>各止水工法の達成状況まとめ

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1 ロボット 航空宇宙フェスタふくしま 2018 IRID が取り組む研究開発の状況 - ロボットによる燃料デブリの調査 取出し - 平成 30 年 11 月 22 日 国際廃炉研究開発機構 (IRID) 奥住直明 この成果は 経済産業省 / 廃炉汚染水対策事業費補助金の活用により得られたものです 無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 1 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

2 目次 1. はじめに 2. 原子炉格納容器内部調査技術開発 (1) 既に終了した調査 (2) 今後計画している調査 3. 燃料デブリ取り出し技術開発 2

3 目次 1. はじめに 2. 原子炉格納容器内部調査技術開発 (1) 既に終了した調査 (2) 今後計画している調査 3. 燃料デブリ取り出し技術開発 3

4 IRID 紹介ビデオ 4 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

5 IRID 概要 理念 将来の廃炉技術の基盤強化を視野に 当面の緊急課題である福島第一原子力発電所の廃炉に向けた技術の研究開発に全力を尽くす 名称技術研究組合国際廃炉研究開発機構 ( 略称 :IRID アイリッド ) (International Research Institute for Nuclear Decommissioning) 設立 2013 年 8 月 1 日 ( 認可 ) 組合員 構成員 :943 名 (2017 年 10 月 1 日現在 役員を除く ) 国立研究開発法人 :2 法人日本原子力研究開発機構 (JAEA) 産業技術総合研究所 (AIST) メーカー等 :4 社東芝エネルギーシステムズ 日立 GE ニュークリア エナジー 三菱重工業 アトックス 電力会社等 :12 社北海道電力 東北電力 東京電力ホールディングス 中部電力 北陸電力 関西電力 中国電力 四国電力 九州電力 日本原子力発電 電源開発 日本原燃 5 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

6 目次 1. はじめに 2. 原子炉格納容器内部調査技術開発 (1) 既に終了した調査 (2) 今後計画している調査 3. 燃料デブリ取り出し技術開発 6

7 PCV 内部のロボット等による調査 ペデスタル外側の調査 (1 号機 ) 形状変化型ロボット (B2 調査 ) ペデスタル内側の調査 (2 号機 ) クローラ型遠隔調査ロボット (A2 調査 ) 狭隘部走行時 調査時 変形 調査時 CRD レール ペデスタル内側の調査 (3 号機 ) 昇降用スラスター 釣りざお型調査装置 (A2 調査 ) ( 注 ) 上の写真は B1 調査時のロボットです 前方カメラ 7 推進用スラスター 照明 水中遊泳型ロボット

8 1 号機 B2 調査ロボット PMORPH( ピーモルフ ) ガイドパイプ走行時 : 長さ699mm 幅 72mm 高さ93mm 本体寸法グレーチング走行時 : 長さ316mm 幅 286mm 高さ93mm センサユニット寸法幅 20mm 高さ40mm ケーブル : 長さ3.5m 重量約 10kg スペックカメラ 5 放射線線量計 1 耐放射線性約 1000Sv 以上 クローラ部 走行用カメラ ウインチ部 カ イト ハ イフ 通過用カメラ センサユニット計測用カメラ ウインチ確認用カメラ ( 内部 ) I 型 ( ガイドパイプ通過時 ) コ型 ( 平面走行時 ) 放射線線量計 ( 内部 ) LED 計測用カメラ 8 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

9 2 号機ペデスタル内上部調査 (A2 調査 ) 調査方法 カメラによる撮影 実施時期 2017 年 1~2 月 1. 事前確認装置 ガイドパイプ パンチルトカメラ 照明 ペネ内事前確認 調査手順 1. ペデスタル内事前確認 2. レール上堆積物除去 3.A2 調査 2017 年 1 月 30 日実施 2 月 9 日実施 2 月 16 日実施 2. 堆積物除去装置 3.A2 調査装置 カメラ 洗浄ノズル 後方カメラ & 照明前方カメラ & 照明 パンチルトカメラ スクレーパ板 クローラ CRD ハウジング テレスコピック機構 X-6 ペネ CRD レール ペデスタル CRD プラットホーム 9 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

10 2 号機ペデスタル内下部調査 (A2 調査 ) 調査内容プラットホーム下の状況確認 調査手順 1 ガイドパイプ挿入 2 伸縮式パイプ伸展 3 パンチルトカメラ吊降し 4 調査 PCV 先端部折り曲げ操作部 隔離弁 ガイドパイプ (Φ110mm) 1 伸縮式パイプ 2 ペデスタル ケーブルドラム代替遮へい体 格納容器貫通部 (X-6 ペネ ) プラットホーム 制御棒駆動機構 ケーブル送り機構 俯瞰カメラ線量計 温度計 3 ケーブル 先端カメラ搭載部概要図 パンチルトカメラ 外部照明 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

11 3 号機格納容器内調査水中 ROV 推進用スラスター 昇降用スラスター 中性浮力ケーブル 項目 外形寸法 仕様 外径 :φ125mm 全長 : 約 300mm 重量約 2000g( 気中 ) 耐放射線性 200Gy 前方カメラ 照明 後方カメラ 照明 11 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

12 3 号機格納容器内調査ルート 水中 ROV 投入口 (X-53 ペネ ) 原子炉 水面 格納容器 CRD レール ペデスタル 原子炉建屋 調査範囲 ケーブル ( 水中 ROV 推進ルート ) 作業員アクセス口 12 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

13 目次 1. はじめに 2. 原子炉格納容器内部調査技術開発 (1) 既に終了した調査 (2) 今後計画している調査 3. 燃料デブリ取り出し技術開発 13

14 ボート型アクセス装置 格納容器内の水の上を航行して 広範囲に移動可能なボート型アクセス装置を製作中 ガイドリング取付用の例 直径 :φ25cm 長さ : 約 1.1m 推力 :25N 以上 ボート型アクセス装置外観 ボート型アクセス装置の動線 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

15 デブリ検知技術 これまでの調査で視認した堆積物中の燃料デブリを検知するための放射線計測技術を開発中 Eu-154γ 線検出器 ( CdTe 半導体検出器 ) と熱中性子検出器 ( B10 検出器 ) を併用し 確実なデブリ検知を目指す 全体 & システム構成イメージ 無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 15

16 形状計測技術 形状計測の技術開発 ( 走査型超音波距離計 ) システム構成 無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 16

17 形状計測技術 形状計測の技術開発 ( レーザ光切断法 ) 検証試験の例 ( 点群データの重ね合わせ性検証 ) 複数の位置姿勢で測定 スキャナヘッド カメラ 測定対象 測定データ 複数データを重ね合わせ センサー外観 無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 17 点群データ重ね合わせ画像 ( 高さ方向色分け )

18 アーム型アクセス装置 制御棒駆動機構メンテナンス用の格納容器貫通部 (X- 6 ペネ ) を通じて広範囲にアクセス可能なアーム型アクセス装置を製作中 アーム全長約 22 m 10 kg までの調査装置を搭載可能 トロリ 2 軸関節 テレスコアーム ブーム チルト機構 ワンド アーム先端にセンサを搭載 代わりにツールの搭載も可能 アーム型アクセス装置 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

19 格納容器貫通部ハッチ開放 格納容器貫通部 (X-6ペネ) の開放アーム型アクセス装置を投入するX-6ペネの開放技術を開発中 ハッチ開放時の閉じ込め機能 遠隔でのハッチ開放 ハッチ開放装置 - 開放作業性確認 etc 隔離部屋 - 搬入 / 組立 / 搬出性確認 隔離部屋搬入イメージ 隔離部屋組立状態 X-6 ペネ ハッチ開放装置 隔離部屋 ハッチ開放装置 - 走行性確認 etc X-6 ペネ X-6 ペネ ハッチ開放装置 : カメラ撮影方向無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 19 救援用ワイヤーツール 救援用ワイヤーツール

20 ハッチ開放装置の外観 ハッチ開放装置 先端ツール マニピュレータ ハッチ開放装置 X-6 ペネ開放前後の外観 自走台車 X-6 ペネ 先端ツール マニピュレータ X-6ペネ閉時ハッチ開放装置 X-6ペネ開時 無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 20

21 アーム型のアクセスルート 格納容器への接続構造体 以下の機能等を有する接続構造体を開発中 遠隔で既存のペネフランジに接近 取りつく機能 把持機構の耐震性 閉じ込め機能 アーム通過性の維持 非金属ベローズ 隔離弁 把持機構 接続管本体 把持機構 閉 状態 駆動機構 X-6 ペネ接続構造 接続構造体外観 無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 21 アーム洗浄 乾燥機構 把持機構 開 状態

22 目次 1. はじめに 2. 原子炉格納容器内部調査技術開発 (1) 既に終了した調査 (2) 今後計画している調査 3. 燃料デブリ取り出し技術開発 22

23 デブリ取り出し工法 技術的課題 放射性ダストの閉じ込め機能の確保 遠隔操作技術の確立 被ばく低減 汚染拡大防止技術の確立 冠水 - 上アクセス工法 ( 概念 ) 作業セル カバー吊具 上部テーブル 上部プラットホーム 気中 - 上アクセス工法 ( 概念 ) 天井クレーン 作業セル 開発目的 主要 3 工法について 概念検討および工法詳細ステップ図を作成し 基盤技術開発の成果と合わせ 工法実現性の評価を行う 開発期間 下部テーブル 下部プラットホーム 気中 - 横アクセス工法 ( 概念 ) X6ペネアクセスレール 使用済燃料フ ール使用済燃料プール ドライヤ / セパレータプール シールドプラグ 使用済燃料プール RPV 内アクセス装置 ~ ロボットアーム 23 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

24 横アクセス工法 アクセスレール方式 ~ 取り出しイメージ ~( 動画 ) 24 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

25 横アクセス工法 アクセスレール方式 ~ 工場モックアップ ~( 動画 ) 25 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

26 横アクセス工法 デブリ取り出しに係る技術 デブリ取り出しの工法を実現するための要素技術を開発中 新開口 遮へい壁 (BSW)- 格納容器 (PCV) 間シール 無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 26 横アクセス工法の一例イメージ

27 穴開け ~ シール設置取り出し工法への適用イメージ 無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 27

28 横アクセス工法 トンネル施工技術 アクセストンネル工法では 重量物のトンネル ( 約 800 トン ) を原子炉建屋外から精密な位置制御で送り出し 格納容器へ接続させる必要有 橋梁等の工事で実績がある重量物送り出し工法を応用し 狭隘部に曲がった形状の重量物トンネルを送り出す技術を開発中 燃料デブリ搬出セル 廃棄物搬出セル 搬入セル 燃料デブリ取り出しセル 保守セル PCV アクセストンネル アクセストンネル工法の配置イメージ 無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 28

29 横アクセス工法 アクセストンネル方式 ~ デブリ搬出 ~( 動画 ) 29 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

30 ペデスタル内干渉物撤去要素試験の様子 無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 30

31 収納 移送 保管技術 収納缶の設計 1F 固有の課題に対処 燃焼度と濃縮度が高い 反応度高 コンクリートとの溶融生成物 コンクリート中の水分の放射線分解による水素発生 海水注入 計装ケーブル他との溶融 塩分の影響 不純物の混入 移送方法 ( 気中 - 横アクセス工法の場合 : 例 ) 原子炉建屋 保守セル 搬出入口 ( 増設 ) 搬出セル 燃料デブリ搬出建屋 燃料デブリ取出し収納セル 収納缶取扱セル 保管施設 ユニットキャン 収納缶 搬送台車移送容器トレーラー デブリ取出し 収納缶に収納 収納缶の洗浄等 収納缶を移送容器に収納 移送容器搬出 International Research Institute for Nuclear Decommissioning

32 End of presentation 無断複製 転載禁止技術研究組合国際廃炉研究開発機構 32

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